CN114341114B - 包含芳杂环和咪唑环的1,3-偶极化合物 - Google Patents
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-
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- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
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Abstract
本发明涉及包含杂环的1,3‑偶极化合物。本发明涉及式(I)的化合物以及用于制备该化合物(式(I))的方法，所述式(I)的化合物用于通过接枝使聚合物官能化，其中：‑Q表示包含至少一个氮原子的偶极；‑A表示二价杂芳环，其任选被一个或多个烃链取代，所述烃链可以相同或不同、可为脂族、线型或支化的，任选被一个或多个杂原子取代或中断；‑E表示二价烃连接基团，其可以任选包含一个或多个杂原子；‑R1表示氢原子或C1‑C20烷基基团；‑Y和Z，可以相同或不同，各自表示氢原子或烃链，Y和Z还能够与它们附接至的咪唑环的碳原子一起形成环，特别是芳环。
Description
技术领域
本发明涉及包含杂芳环的1,3-偶极化合物，所述1,3-偶极化合物能够接枝至聚合物上。本发明还涉及一种用于制备这些化合物的方法。
背景技术
当需要将聚合物和组合物中的填料组合在一起时，特别地寻求改变聚合物的结构，例如通过接枝使聚合物官能化。这种改变可以使得能够例如改进填料在聚合物基质中的分散，从而产生更均匀的材料并最终改进组合物的性质。
在某些填料的情况下，例如增强填料(如炭黑或二氧化硅)，所述填料更好的分散通常通过组合物滞后性的降低来反映。尤其是在旨在用于例如轮胎应用的橡胶组合物中寻求这种性质。具体而言，降低橡胶组合物的滞后性有利于降低轮胎的滚动阻力，从而降低使用这种轮胎行驶的车辆的燃料消耗。
现在，已知滞后性的降低通常伴随着橡胶组合物在固化状态下刚度的降低，这在某些情况下可能使组合物不适合预期用途。
因此，希望获得在与聚合物反应后能够促进增强填料的分散而不会导致橡胶组合物在固化状态下刚度过度降低的化合物。
根据WO 2015/059269 A1已知式Q-A-B的化合物，其中基团Q包含含有至少一个氮原子的偶极、A为二价基团(可以为芳族或可以不为芳族)以及B为咪唑环。当用这种化合物接枝的弹性体与橡胶组合物中的增强填料混合时，相对于不包含接枝弹性体的橡胶组合物，该橡胶组合物在固化状态下的刚度和滞后性之间的折衷得到改善。因此这些化合物是特别有利的。
申请人继续其研究并寻求改进带有咪唑环的1,3-偶极化合物。
在多次测试之后，申请人已经发现，相对于现有技术的包含芳环或非芳环和咪唑环的1,3-偶极化合物，一系列特定的1,3-偶极化合物具有改进的接枝率。
发明内容
因此，本发明的一个主题为式(I)的化合物
其中：
-Q表示包含至少一个氮原子的偶极；
-A表示二价杂芳环，其任选被一个或多个相同或不同的脂族烃链取代，所述烃链优选为饱和的、线型或支化的、任选被一个或多个杂原子取代或中断；
-E表示二价烃基结合基团，其可以任选包含一个或多个杂原子；
-R1表示氢原子或C1-C20烷基基团；以及
-Y和Z，可以相同或不同，各自表示氢原子或烃链，Y和Z也可能与它们附接至的咪唑环的碳原子一起形成环，特别是芳环。
优选地，式(I)的化合物选自式(IIa)的化合物
其中：
-A表示二价杂芳环，其任选被一个或多个相同或不同的脂族烃链取代，所述烃链优选为饱和的、线型或支化的、任选被一个或多个杂原子取代或中断；
-E表示二价烃基结合基团，其可以任选包含一个或多个杂原子；
-R1表示氢原子或C1-C20烷基基团；
-Y和Z，可以相同或不同，各自表示氢原子或烃链，Y和Z也可能与它们附接至的咪唑环的碳原子一起形成环，特别是芳环；
-R2选自氢原子、线型或支化的C1-C20烷基、任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C3-C20环烷基，以及任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C6-C20芳基；以及
-R3选自线型或支化的C1-C20烷基、任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C3-C20环烷基，以及任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C6-C20芳基。
本发明的另一个主题为一种用于合成如上限定的式(IIa)的化合物的方法，所述方法包括式(III)的化合物与式(IV)的化合物根据以下反应方案进行的至少一种反应
其中，在式(IIa)、(III)和(IV)中：
-A表示二价杂芳环，其任选被一个或多个相同或不同的脂族烃链取代，所述烃链优选为饱和的、线型或支化的、任选被一个或多个杂原子取代或中断；
-E表示二价烃基结合基团，其可以任选包含一个或多个杂原子；
-R1表示氢原子或C1-C20烷基基团；
-Y和Z，可以相同或不同，各自表示氢原子或烃链，Y和Z也可能与它们附接至的咪唑环的碳原子一起形成环，特别是芳环；
-R2选自氢原子、线型或支化的C1-C20烷基、任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C3-C20环烷基，以及任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C6-C20芳基；以及
-R3选自线型或支化的C1-C20烷基、任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C3-C20环烷基，以及任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C6-C20芳基。
在本文中，除非另外指明，否则示出的所有百分比(％)均为质量百分比(％)。
此外，由表述在“a至b之间”表示的任何数值区间表示由大于a至小于b的数值范围(即不包括极限a和b)，而由表述“a至b”表示的任何数值区间意指由a直至b的数值范围(即包括严格极限a和b)。在本文中，当数值区间由表述“a至b”表示时，还优选表示由表述“在a至b之间”表示的区间。
除非另有说明，否则术语“杂原子”意指选自硫原子、氧原子和氮原子的原子。
说明书中提到的包含碳的化合物可以为化石源或生物基化合物。在生物基化合物的情况下，它们可以部分地或完全地衍生自生物质，或者由衍生自生物质的可再生原料获得。特别有关的为聚合物、增塑剂、填料等。
根据以下描述和实施例，将容易理解本发明及其优点。
具体实施方式
如前所述，因此本发明的一个主题为式(I)的化合物
其中：
-Q表示包含至少一个氮原子的偶极；
-A表示二价杂芳环，其任选被一个或多个相同或不同的脂族烃链取代，所述烃链优选为饱和的、线型或支化的、任选被一个或多个杂原子取代或中断；
-E表示二价烃基结合基团，其可以任选包含一个或多个杂原子；
-R1表示氢原子或C1-C20烷基基团；以及
-Y和Z，可以相同或不同，各自表示氢原子或烃链，Y和Z也可能与它们附接至的咪唑环的碳原子一起形成环，特别是芳环。
根据式(I)，根据本发明的化合物包含表示偶极的基团Q，该偶极包含至少一个氮原子。
出于本发明的目的，术语“偶极”意指能够在不饱和碳-碳键上形成1,3-偶极加成的官能。
优选地，包含至少一个氮原子的偶极选自腈氧化物、硝酮和腈亚胺。
出于本发明的目的，术语“腈氧化物”意指对应于式C≡N→O的偶极，包括其内消旋形式。
出于本发明的目的，术语“腈亚胺”意指对应于式C≡N→N的偶极，包括其内消旋形式。
出于本发明的目的，术语“硝酮”意指对应于式C＝N(→O)的偶极，包括其内消旋形式。
更优选地，Q为式(II)、(III)或(IV)的基团
其中：
-符号*表示Q至A的附接；
-R2和R4彼此独立地选自氢原子、线型或支化的C1-C20烷基、任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C3-C20环烷基，以及任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C6-C20芳基；
-R3选自线型或支化的C1-C20烷基、任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C3-C20环烷基，以及任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C6-C20芳基。
优选地，R2和R4彼此独立地选自氢原子、线型或支化的C1-C20烷基、任选具有一个或多个线型或支化的C1-C6烷基的C3-C30环烷基、任选被一个或多个线型或支化的C1-C6烷基取代的C6-C20芳基，以及R3选自线型或支化的C1-C20烷基、任选被一个或多个线型或支化的C1-C6烷基取代的C3-C20环烷基，以及任选被一个或多个线型或支化的C1-C6烷基取代的C6-C20芳基。
优选地，式(I)的化合物选自式(IIa)的化合物
其中：
-A表示二价杂芳环，其任选被一个或多个相同或不同的脂族烃链取代，所述烃链优选为饱和的、线型或支化的、任选被一个或多个杂原子取代或中断；
-E表示二价烃基结合基团，其可以任选包含一个或多个杂原子；
-R1表示氢原子或C1-C20烷基基团；
-Y和Z，可以相同或不同，各自表示氢原子或烃链，Y和Z也可能与它们附接至的咪唑环的碳原子一起形成环，特别是芳环；
-R2选自氢原子、线型或支化的C1-C20烷基、任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C3-C20环烷基，以及任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C6-C20芳基；以及
-R3选自线型或支化的C1-C20烷基、任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C3-C20环烷基，以及任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C6-C20芳基。
本发明的式(I)和(IIa)的化合物包含基团A，所述基团A表示二价杂芳环，其任选被一个或多个相同或不同的脂族烃链取代，所述烃链优选为饱和的、线型或支化的、任选被一个或多个杂原子取代或中断。
术语“二价杂芳环”意指包含一个或多个杂原子的芳环体系，所述杂原子选自氮原子、硫原子和氧原子。该体系可以为单环或双环以及可以由5至10个原子形成。优选地，该体系为单环以及由5至6个原子形成。该体系可以任选被一个或多个相同或不同的脂族烃链取代，所述烃链优选为饱和的、线型或支化的、任选被一个或多个杂原子(例如O、N和S)取代或中断；
优选地，当二价杂芳环被一个或多个相同或不同的线型或支化的脂族烃链(任选被一个或多个杂原子取代或中断)取代时，该链或这些链优选相对于带有取代基R1、X和Y的咪唑环以及相对于基团Q呈惰性。
出于本发明的目的，术语“相对于带有取代基R1、X和Y的咪唑环以及相对于基团Q呈惰性的烃链”意指不与所述咪唑杂环或所述基团Q反应的烃链。因此，相对于所述杂环以及相对于所述基团呈惰性的所述烃链为例如不带有能够与所述环或所述基团反应的任何烯基或炔基官能的烃链。优选地，这些线型或支化的脂族烃链包括1至24个碳原子以及是饱和的。
优选地，A为由5至10个原子，优选5至6个原子形成的二价杂芳环，任选被一个或多个相同或不同的线型或支化的脂族C1-C24烃链取代，所述脂族C1-C24烃链任选被一个或多个杂原子取代或中断。
甚至更优选地，在式(I)和(IIa)的化合物中，A为由5至10个原子、优选5至6个原子形成的二价杂芳环，任选被一个或多个选自以下的取代基取代：线型或支化的C1-C12(更优选C1-C6，甚至更优选C1-C4)烷基、基团-OR’、基团-NHR’、基团-SR’，其中R’为C1-C12，优选C1-C6以及甚至更优选C1-C4烷基基团。
更优选地，在式(I)和(IIa)的化合物中，A选自呋喃-二基、噻吩-二基、吡咯-二基、噻唑-二基、咪唑-二基、吡啶-二基、吡嗪-二基、嘧啶-二基、吲哚-二基、苯并呋喃-二基、异吲哚-二基、异苯并呋喃-二基和苯并噻吩-二基；这些环任选被一个或多个相同或不同的脂族烃链取代，所述脂族烃链优选为饱和的、任选被一个或多个杂原子(例如O、N和S)取代或中断；更优选地，这些环可以被一个或多个C1-C6烷基取代。甚至更优选地，这些环未被取代。
更优选地，在式(I)和(IIa)的化合物中，A选自呋喃-二基、噻吩-二基和吡咯-二基，甚至更优选为呋喃-二基。
在式(IIa)的化合物中，特别优选为式(IIb)的那些：
其中：
-X表示选自硫原子、氧原子和氮原子的杂原子；优选地，X为氧原子；
-E表示二价烃基结合基团，其可以任选包含一个或多个杂原子；
-R1表示氢原子或C1-C20烷基基团；
-Y和Z，可以相同或不同，各自表示氢原子或烃基基团，Y和Z也可能与它们附接至的咪唑环的碳原子一起形成环，特别是芳环；
-R2选自氢原子、线型或支化的C1-C20烷基、任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C3-C20环烷基，以及任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C6-C20芳基；以及
-R3选自线型或支化的C1-C20烷基、任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C3-C20环烷基，以及任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C6-C20芳基。
本发明的式(I)、(IIa)和(IIb)的化合物包含基团E，所述基团E表示可以任选包含一个或多个杂原子的二价烃基结合基团。出于本发明的目的，术语“二价烃基结合基团”意指在基团A和带有取代基R1、X和Y的咪唑环之间形成桥的间隔基团，该间隔基团为线型或支化的，优选为饱和的，优选为可以任选包含一个或多个杂原子(例如N、O和S)的C1-C24脂族烃链。所述烃链可以任选被取代，前提是取代基不与基团Q和带有取代基R1、X和Y的咪唑环反应。
优选地，在本发明的式(I)、(IIa)和(IIb)的化合物中，E选自线型或支化的、饱和的C1-C24、更优选C1-C10和甚至更优选C1-C6脂族烃链，其任选被一个或多个杂原子(例如N、S和O)中断。
优选地，在本发明的式(I)、(IIa)和(IIb)的化合物中，E选自-R-、-NH-R-、-O-R-和-S-R-，R为线型或支化的C1-C24，优选C1-C10，更优选C1-C6亚烷基。
甚至优选地，在本发明的式(I)、(IIa)和(IIb)的化合物中，E选自-R-和-O-R-，R为线型或支化的C1-C24，优选C1-C10，更优选C1-C6亚烷基。
甚至优选地，在本发明的式(I)、(IIa)和(IIb)的化合物中，E选自-CH2-、-CH2-CH2-、-CH2-CH2-CH2-、-CH2-CH2-CH2-CH2-、-O-CH2-、-O-CH2-CH2-、-O-CH2-CH2-CH2-和-O-CH2-CH2-CH2-CH2-。
甚至优选地，在本发明的式(I)、(IIa)和(IIb)的化合物中，E选自线型或支化的C1-C24，优选C1-C10，更优选C1-C6亚烷基，以及甚至更优选选自-CH2-、-CH2-CH2-、-CH2-CH2-CH2-和-CH2-CH2-CH2-CH2-。
甚至优选地，在本发明的式(I)和(IIa)的化合物中，E选自-CH2-、-CH2-CH2-、-CH2-CH2-CH2-和-CH2-CH2-CH2-CH2-。
本发明的式(I)、(IIa)和(IIb)的化合物包含基团R1，所述基团R1表示氢原子或C1-C20烷基基团。优选地，在本发明的式(I)、(IIa)和(IIb)的化合物中，R1表示氢原子或C1-C6烷基基团，优选为甲基。这些烷基基团可以为线型或支化的。
本发明的式(I)、(IIa)和(IIb)的化合物包含基团Y和Z，其可以相同或不同，各自表示氢原子或烃链，Y和Z也可能与它们附接至的咪唑环的碳原子一起形成环，特别是芳环。
优选地，在本发明的式(I)、(IIa)和(IIb)的化合物中，Y和Z可以相同或不同，各自表示氢原子或线型或支化的C1-C24，优选C1-C10，更优选C1-C6烷基，Y和Z也可能与它们附接至的咪唑环的碳原子一起形成环，特别是芳环。
根据优选的实施方案，在本发明的式(I)、(IIa)和(IIb)的化合物中，Y和Z为氢原子。
根据另一个优选的实施方案，在本发明的式(I)、(IIa)和(IIb)的化合物中，Y和Z与它们附接至的咪唑环的碳原子一起形成芳环；优选地，Y和Z与它们附接至的咪唑环的碳原子形成苯环。
优选地，在式(IIa)和(IIb)的化合物中，R2表示氢原子或选自如下的基团：线型或支化的C1-C20烷基、任选被C1-C6烷基取代的C3-C20环烷基、或任选被C1-C6烷基取代的C6-C20芳基。
优选地，在式(IIa)和(IIb)的化合物中，R3选自线型或支化的C1-C20烷基、任选被C1-C6烷基取代的C3-C20环烷基、或任选被C1-C6烷基取代的C6-C20芳基。
甚至更优选地，在式(IIa)和(IIb)的化合物中，R2为氢原子以及R3选自C1-C20烷基和C6-C20芳基。
甚至更优选地，在式(IIa)和(IIb)的化合物中，R2为氢原子以及R3为苯基。
在式(I)、(IIa)和(IIb)的化合物中，特别优选为式(VIII)的化合物
本发明的主题还为一种用于制备如上限定的化合物(IIa)的方法，所述方法包括式(III)的化合物与式(IV)的化合物根据以下反应方案进行的至少一种反应(c)
其中，在式(IIa)、(III)和(IV)中：
-A表示二价杂芳环，其任选被一个或多个相同或不同的脂族烃类链取代，所述烃类链优选为饱和的、线型或支化的、任选被一个或多个杂原子取代或中断；
-E表示二价烃基结合基团，其可以任选包含一个或多个杂原子；
-R1表示氢原子或C1-C20烷基基团；
-Y和Z，可以相同或不同，各自表示氢原子或烃基基团，Y和Z也可能与它们附接至的咪唑环的碳原子一起形成环，特别是芳环；
-R2选自氢原子、线型或支化的C1-C20烷基、任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C3-C20环烷基，以及任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C6-C20芳基；以及
-R3选自线型或支化的C1-C20烷基、任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C3-C20环烷基，以及任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C6-C20芳基。
A、E、R1、R2、R3、Y和Z的优选形式也适用于由式(III)和式(IV)的化合物制备式(IIa)的化合物的方法。
本领域技术人员知道如何调整上述反应以从式(III)的化合物获得根据本发明的式(I)的化合物。
式(IV)的化合物可从供应商如Sigma-Aldrich、Fischer等商购获得。
用于制备如上限定的化合物(IIa)的化合物的制备方法还包括式(V)的化合物与至少一种式(IV)的化合物以形成式(III)的化合物的至少一种反应(b)
其中：
-基团E、A、R1、R2、R3、Y和Z为如先前所限定的，包括其优选形式；以及
-基团T选自氯、溴、碘、氟、甲磺酸酯基团、甲苯磺酸酯基团、乙酸酯基团和三氟甲基磺酸酯基团。
式(IV)的化合物可从化学产品供应商如Aldrich、ABCR等商购获得。
用于制备如上限定的化合物(IIa)的化合物的制备方法还包括式(VII)的化合物在亲电活化剂的存在下根据以下反应方案以形成式(V)的化合物的至少一种亲电活化反应(a)
其中：
-基团E、A和R2如上限定，包括其优选形式，T为亲电活化剂提供的离去基团；以及
-基团T选自氯、溴、碘、氟、甲磺酸酯基团、甲苯磺酸酯基团、乙酸酯基团和三氟甲基磺酸酯基团。
术语“亲电活化剂”意指与羟基-OH反应、赋予其亲电性质的试剂。这些亲电活化剂和羟基基团上的这种亲电活化反应是本领域技术人员公知的。可提及的亲电活化剂的实例包括亚硫酰氯、甲磺酰氯、4-甲苯磺酰氯、对甲苯磺酰氯等。
优选地，亲电试剂提供的离去基团T选自氯、溴、碘、甲磺酸酯基团和甲苯磺酸酯基团。
式(VII)和(VI)的化合物可从化学产品供应商如Aldrich、ABCR等商购获得。
根据优选的实施方案，用于制备式(IIa)的化合物的方法至少包括以下连续反应：如先前限定的反应(b)然后反应(c)。
根据另一优选的实施方案，用于制备式(IIa)的化合物的方法至少包括以下连续反应：如先前限定的反应(a)然后反应(b)然后反应(c)。优选地，在该实施方案中，式(VII)的化合物通过果糖或葡萄糖脱水而获得；甚至更优选地，式(VII)的化合物通过生物源果糖或生物源葡萄糖的脱水而获得。出于本发明的目的，术语“生物源果糖”和“生物源葡萄糖”意指从生物质中获得的果糖和葡萄糖，它们可以分别与通过标准ASTM D6866-12中描述的方法由化石原料合成的果糖和葡萄糖区分开。
如先前所解释的，式(I)的化合物，特别是式(IIa)或(IIb)的那些用作接枝试剂。它们可以接枝至一种或多种聚合物上，所述聚合物包含至少一个不饱和碳-碳键。特别地，该聚合物可以为弹性体以及更特别地为二烯弹性体。与现有技术的化合物相比，式(I)的化合物，特别是式(IIa)和(IIb)的那些，有利地具有改进的接枝至带有至少一个不饱和基团的聚合物的产率。
术语“二烯弹性体”(或不区分的橡胶)，无论是天然的还是合成的，应以已知的方式被理解为意指至少部分(即均聚物或共聚物)由二烯单体单元(带有两个共轭或非共轭碳-碳双键的单体)组成的弹性体。
包含至少一个不饱和碳-碳键的聚合物的接枝通过聚合物与式(I)的化合物(特别是式(IIa)或式(IIb)的化合物)的反应而发生。这些化合物的接枝通过式(I)的化合物的基团Q(或分别地，式(IIa)或式(IIb)的化合物的硝酮)[3+2]环加成到聚合物链的不饱和碳-碳键上来进行。这种环加成的机理在WO 2012/007441中特别说明。在该反应期间，所述式(I)的化合物(特别是式(IIa)或式(IIb)的化合物)与聚合物链形成共价键。
式(I)的化合物(特别是式(IIa)或式(IIb)的化合物)的接枝可以以本体形式(例如在挤出机、密闭式混合器或开放式混合器(例如轧制机)中)或以溶液形式进行。接枝过程可以以溶液形式连续或分批地进行。由此通过接枝获得的聚合物可以通过本领域技术人员已知的任何类型的方法(特别是通过汽提操作)从其溶液中分离。
除先前描述的主题以外，本发明还涉及以下实施方案中描述的至少一个主题：
1.式(I)的化合物
其中：
-Q表示包含至少一个氮原子的偶极；
-A表示二价杂芳环，其任选被一个或多个相同或不同的线型或支化的脂族烃链取代，所述脂族烃链任选被一个或多个杂原子取代或中断；
-E表示二价烃基结合基团，其可以任选包含一个或多个杂原子；
-R1表示氢原子或C1-C20烷基基团；以及
-Y和Z，可以相同或不同，各自表示氢原子或烃链，Y和Z也可能与它们附接至的咪唑环的碳原子一起形成环，特别是芳环。
2.根据实施方案1所述的化合物，其中，Q为式(II)、(III)或(IV)的基团
其中：
-符号*表示Q至A的附接；
-R2和R4彼此独立地选自氢原子、线型或支化的C1-C20烷基、任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C3-C20环烷基，以及任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C6-C20芳基；以及
-R3选自线型或支化的C1-C20烷基、任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C3-C20环烷基，以及任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C6-C20芳基。
3.根据实施方案2所述的化合物，其中，式(I)的化合物选自式(IIa)的化合物
其中：
-A表示二价杂芳环，其任选被一个或多个相同或不同的线型或支化的脂族烃链取代，所述脂族烃链任选被一个或多个杂原子取代或中断；
-E表示二价烃基结合基团，其可以任选包含一个或多个杂原子；
-R1表示氢原子或C1-C20烷基基团；
-Y和Z，可以相同或不同，各自表示氢原子或烃链，Y和Z也可能与它们附接至的咪唑环的碳原子一起形成环，特别是芳环；
-R2选自氢原子、线型或支化的C1-C20烷基、任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C3-C20环烷基，以及任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C6-C20芳基；以及
-R3选自线型或支化的C1-C20烷基、任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C3-C20环烷基，以及任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C6-C20芳基。
4.根据实施方案1至3中任一个所述的化合物，其中，A为由5至10个原子，优选5至6个原子形成的二价杂芳环，任选被一个或多个相同或不同的线型或支化的脂族C1-C24烃链取代，所述脂族C1-C24烃链任选被一个或多个杂原子取代或中断。
5.根据实施方案1至4中的任一个所述的化合物，其中，A为由5至10个原子、优选5至6个原子形成的二价杂芳环，任选被一个或多个选自以下的取代基取代：线型或支化的C1-C12(更优选C1-C6，甚至更优选C1-C4)烷基、基团-OR’、基团-NHR’、基团-SR’，其中R’为C1-C12，优选C1-C6以及甚至更优选C1-C4烷基基团。
6.根据实施方案1至5中任一个所述的化合物，其中，A选自呋喃-二基、噻吩-二基、吡咯-二基、噻唑-二基、咪唑-二基、吡啶-二基、吡嗪-二基、嘧啶-二基、吲哚-二基、苯并呋喃-二基、异吲哚-二基、异苯并呋喃-二基和苯并噻吩-二基；这些环任选被一个或多个相同或不同的脂族烃链取代，所述烃链优选为饱和的，任选被一个或多个杂原子(例如O、N和S)取代或中断；更优选地，这些环可以被一个或多个C1-C6烷基取代。
7.根据实施方案6所述的化合物，其中，A选自呋喃-二基、噻吩-二基和吡咯-二基，甚至更优选为呋喃-二基。
8.根据实施方案1至7中任一个所述的化合物，其中，如实施方案1至6中限定的A未被取代。
9.根据实施方案3至8中任一个所述的化合物，其中，式(IIa)的化合物选自式(IIb)的化合物
其中：
-X表示选自硫原子、氧原子和氮原子的杂原子基团；优选地，X为氧原子；
-E表示二价烃基结合基团，其可以任选包含一个或多个杂原子；
-R1表示氢原子或C1-C20烷基基团；
-Y和Z，可以相同或不同，各自表示氢原子或烃链，Y和Z也可能与它们附接至的咪唑环的碳原子一起形成环，特别是芳环；
-R2选自氢原子、线型或支化的C1-C20烷基、任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C3-C20环烷基，以及任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C6-C20芳基；以及
-R3选自线型或支化的C1-C20烷基、任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C3-C20环烷基，以及任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C6-C20芳基。
10.根据实施方案2至9中任一个所述的化合物，其中，R2为氢原子以及R3选自C1-C20烷基和C6-C20芳基。
11.根据前述实施方案中任一个所述的化合物，其中，E选自线型或支化的、饱和脂族C1-C24，优选C1-C10，更优选C1-C6烃链，所述烃链任选被一个或多个氮原子、硫原子或氧原子中断。
12.根据前述实施方案中任一个所述的化合物，其中，E选自基团-R-、-NHR-、-OR-和-SR-，其中R为线型或支化的C1-C24，优选C1-C10，更优选C1-C6亚烷基。
13.根据实施方案12所述的化合物，其中，E选自-R-和-O-R-，R为线型或支化的C1-C24，优选C1-C10，更优选C1-C6亚烷基。
14.根据实施方案13所述的化合物，其中，E选自-CH2-、-CH2-CH2-、-CH2-CH2-CH2-、-CH2-CH2-CH2-CH2-、-O-CH2-、-O-CH2-CH2-、-O-CH2-CH2-CH2-和-O-CH2-CH2-CH2-CH2-。
15.根据实施方案12所述的化合物，其中，E为线型或支化的C1-C24，优选C1-C10，更优选C1-C6亚烷基，甚至更优选选自-CH2-、-CH2-CH2-、-CH2-CH2-CH2-和-CH2-CH2-CH2-CH2-。
16.根据前述实施方案中任一个所述的化合物，其中，Y和Z可以相同或不同，各自表示氢原子或线型或支化的C1-C24，优选C1-C10，更优选C1-C6烷基，Y和Z也可能与它们附接至的咪唑环的碳原子一起形成环，特别是芳环。
17.根据前述实施方案中任一个所述的化合物，其中，Y和Z为氢原子。
18.根据实施方案1至16中任一个所述的化合物，其中，Y和Z与它们附接至的咪唑环的碳原子一起形成芳环；优选地，Y和Z与它们附接至的咪唑环的碳原子形成苯环。
19.根据前述实施方案中任一个所述的化合物，其中，R1为氢原子或C1-C6烷基，优选为甲基。
20.根据前述实施方案中任一个所述的化合物，其特征在于，所述化合物为式(VIII)的化合物
21.用于合成如实施方案3至14中任一个所限定的式(IIa)的化合物的方法，所述方法包括式(III)的化合物与式(IV)的化合物根据以下反应方案进行的至少一种反应
其中，在式(IIa)、(III)和(IV)中：
-A表示二价杂芳环，其任选被一个或多个相同或不同的线型或支化的脂族烃链取代，所述脂族烃链任选被一个或多个杂原子取代或中断；
-E表示二价烃基结合基团，其可以任选包含一个或多个杂原子；
-R1表示氢原子或C1-C20烷基基团；
-Y和Z，可以相同或不同，各自表示氢原子或烃链，Y和Z也可能与它们附接至的咪唑环的碳原子一起形成环，特别是芳环；以及
-R2选自氢原子、线型或支化的C1-C20烷基、任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C3-C20环烷基，以及任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C6-C20芳基；以及
-R3选自线型或支化的C1-C20烷基、任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C3-C20环烷基，以及任选被一个或多个优选为饱和的、线型或支化的脂族烃链取代的C6-C20芳基。
实施例
1.分子的表征
所合成的分子的结构分析和摩尔纯度的测定通过NMR分析进行。在装配有“5mmBBFO Z-级宽带”探针的Brüker Avance 3 400MHz波谱仪上采集波谱。1H NMR定量实验使用简单的30°脉冲序列和64次采集中每次采集之间3秒的重复延迟。除非另有说明，否则将样品溶解在氘代溶剂(氘代二甲基亚砜(DMSO))中。氘代溶剂也用于“锁定”信号。例如，相对于0ppm的TMS参考，对2.44ppm处的氘代DMSO的质子信号进行校准。与2D 1H/13C HSQC和1H/13CHMBC实验耦合的1H NMR波谱，能够确定分子的结构(参见分配表)。摩尔定量根据定量1D 1HNMR波谱进行。
2.接枝至二烯弹性体上的分子的表征
在二烯弹性体上测试的接枝化合物的摩尔含量的测定通过NMR分析进行。在装配有“5mm BBFO Z-级CryoProbe”探针的Brüker 500MHz波谱仪上采集波谱。1H NMR定量实验使用简单的30°脉冲序列和每次采集之间5秒钟的重复延迟。除非另有说明，否则将样品溶解在氘代溶剂(氘代氯仿(CDCl3))中，以获得“锁定”信号。2D NMR实验可以通过碳原子和质子的化学位移来确认接枝单元的性质。
3.二烯弹性体的数均摩尔质量(Mn)和重均摩尔质量(Mw)以及多分散指数的测量。
除非另有明确说明，否则所用二烯弹性体的数均摩尔质量和重均摩尔质量通过尺寸排阻色谱(SEC)技术进行测量。SEC使得有可能根据大分子的尺寸通过填充多孔凝胶的柱分离溶液中的大分子。根据大分子的流体力学体积分离它们，体积最大的首先被洗脱。
虽然不是绝对的方法，但SEC使得有可能确定弹性体的摩尔质量分布。可从市售标样确定各个数均摩尔质量(Mn)和重均摩尔质量(Mw)，以及可通过“Moore”校准计算多分散指数(PI＝Mw/Mn)。
在分析之前对弹性体样品没有特别的处理。将所述样品在氯仿或以下混合物中简单地溶解至约1g/l的浓度：四氢呋喃+1vol％的二异丙基胺+1vol％的三乙基胺+1vol％的蒸馏水(vol％＝体积％)。接着在注入前，使溶液通过孔隙率为0.45μm的过滤器进行过滤。
所使用的装置为Waters Alliance色谱仪。洗脱溶剂为氯仿或以下混合物：四氢呋喃+1vol％的二异丙基胺+1vol％的三乙基胺，根据溶解弹性体所用的溶剂而定。流速为0.7ml/min，系统温度为35℃，分析时间为90min。使用串联的一组四根Waters柱，其具有商标名Styragel HMW7、Styragel HMW6E和两根Styragel HT6E。
注入的弹性体样品溶液的体积为100μl。检测器是波长为810nm的Waters2410差示折光计。用于处理色谱数据的软件是Waters Empower系统。
计算出的平均摩尔质量是相对于由PSS Ready Cal-Kit市售的聚苯乙烯标样产生的校准曲线而言。
4.1-(5-((2-甲基-1H-咪唑-1-基)甲基呋喃-2-基)-N-苯基甲亚胺氧化物(化合物 E)的合成
可以根据以下反应方案合成1-(5-((2-甲基-1H-咪唑-1-基)甲基呋喃-2-基)-N-苯基甲亚胺氧化物
按照以下描述的两个步骤合成1-(5-((2-甲基-1H-咪唑-1-基)甲基呋喃-2-基)-N-苯基甲亚胺氧化物。该合成过程中使用的所有化合物获自“Sigma-Aldrich”或“FischerScientific”。
5-(羟甲基)呋喃-2-甲醛(化合物A，CAS 67-47-0)是市售的，或者可以由果糖通过生物化学或化学方法合成。
产品N-苯基羟胺(化合物D，CAS 100-65-2)是市售的，或者可以由硝基苯根据Organic Syntheses,Coll.第1卷，第445页(1941年)；第4卷，第57页(1925年)中描述的方法合成。
5-(氯甲基)呋喃-2-甲醛(化合物B)可以由果糖或5-(羟甲基)呋喃-2-甲醛根据Sanda、Komla等人的Synthesis of 5-(bromomethyl)-and of5-(chloromethyl)-2-furancarboxaldehyde,Carbohydrate Research,187(1)，15-23；1989中描述方法合成。
4.1步骤1：5-((2-甲基-1H-咪唑-1-基)甲基)呋喃-2-甲醛(产物C)的合成
将2-甲基咪唑(4.83g；58.80mmol；2.5当量)和5-(氯甲基)呋喃-2-甲醛(3.40g；23.52mmol)在DMF(4ml)中的混合物加热至70℃的浴温。在该温度下搅拌2-3小时然后在80℃的浴温下搅拌2小时之后，反应介质用水(50mL)稀释，然后分离出有机相。水性相用二氯甲烷萃取四次(四次20ml)。合并有机相部分，然后用水洗涤(四次5ml)，然后在减压(2-3毫巴；32℃)下浓缩，得到黑色油状物(2.44g；12.8mmol)，产率为55％。该产物无需进一步纯化即可用于以下步骤。
4.2步骤2：1-(5-((2-甲基-1H-咪唑-1-基)甲基)呋喃-2-基)-N-苯基甲亚胺氧化物(产物E)的合成
在5分钟内将N-苯基羟胺(2.87g；26.3mmol；1当量)分批加入至浴温为35-40℃的5-((2-甲基-1H-咪唑-1-基)甲基)呋喃-2-甲醛(化合物C)(5.00g；26.3mmol)在乙醇(5ml)中的溶液。将反应介质加热至60℃的浴温。在该温度下搅拌1.5小时之后，回到30-35℃的温度，滴加叔丁基甲基醚(15ml)。在室温(23℃)下搅拌一小时之后，滤出所得沉淀物并在过滤器上用乙醇和叔丁基甲基醚(1ml和5ml)的混合物洗涤，然后用叔丁基甲基醚(8ml)洗涤。得到熔点为147-150℃的浅棕色固体，产率为68.4％(5.06g；17.99mmol)，摩尔纯度大于98％(1H NMR)。
[表1]
5.用化合物E接枝聚合物
5.1用1-(5-((2-甲基-1H-咪唑-1-基)甲基)呋喃-2-基)-N-苯基甲亚胺氧化物(化
合物E)接枝的苯乙烯-丁二烯共聚物的制备
将1-(5-((2-甲基-1H-咪唑-1-基)甲基)呋喃-2-基)-N-苯基甲亚胺氧化物(0.31；1.14mmol)加入到在23℃在轧制机上的15g苯乙烯-丁二烯共聚物SBR(含有26.5重量％的苯乙烯(相对于共聚物的总重量)和24重量％的1,2-丁二烯单元(相对于丁二烯部分的重量)、28重量％的1,4-顺式-丁二烯单元(相对于丁二烯部分的重量)和48重量％的1,4-反式-丁二烯单元(相对于丁二烯部分的重量)，根据第3段落描述的方法测得的Mn＝120 000g/mol且PI＝1.84)中。混合物通过15次组合传递(passes portefeuille)均质化。该混合阶段之后是在压力为10巴的压机中在160℃下热处理60分钟。
根据1H NMR分析的接枝结果列于表2中。
5.2接枝有1-(5-((2-甲基-1H-咪唑-1-基)甲基)呋喃-2-基)-N-苯基甲亚胺氧化
物(化合物E)的聚丁二烯聚合物的制备
用氮气吹扫0.5g的聚丁二烯(75.4mol％的1,2-丁二烯单元和24.6mol％的1,4-丁二烯单元；根据第3段落描述的方法测得的Mn＝7800g/mol且PI＝1.02)15分钟。接着，加入预先用氮气鼓泡5分钟的2ml二氯甲烷以溶解该聚合物。
一旦该聚合物溶解，将预先溶解在2ml二氯甲烷中的0.265g的1-(5-((2-甲基-1H-咪唑-1-基)甲基)呋喃-2-基)-N-苯基甲亚胺氧化物(化合物E)(0.94mmol)在搅拌下加入至反应介质中。搅拌15分钟之后，将反应介质在氮气吹扫下放置15分钟以蒸发掉二氯甲烷。一旦蒸发掉所有溶剂，在恒定氮气流下将反应介质加热至150℃(浴温)。反应10小时30分钟之后，使反应介质回到室温(23℃)。
根据1H NMR分析的接枝结果列于表2中。
5.3接枝有1-(5-((2-甲基-1H-咪唑-1-基)甲基)呋喃-2-基)-N-苯基甲亚胺氧化
物(化合物E)的乙烯-丁二烯共聚物的制备
将1-(5-((2-甲基-1H-咪唑-1-基)甲基)呋喃-2-基)-N-苯基甲亚胺氧化物(0.57；2mmol)加入到在23℃在轧制机上的15g乙烯-丁二烯共聚物EBR(含有16.8mol％的丁二烯，7.7mol％的丁二烯/乙烯环和75.5mol％的乙烯)中。混合物通过15次组合传递均质化。该混合阶段之后是在压力为10巴的压机中在160℃下热处理60分钟。
根据1H NMR分析的接枝结果列于表2中。
[表2]
6.1,3-偶极化合物N-(4-((2-甲基-1H-咪唑-1-基)甲基)亚苄基)苯胺氧化物(化
合物E1)的合成
该化合物可以根据以下反应方案以五个步骤进行制备：
6.1步骤1：4-(氯甲基)苯甲酸甲酯(化合物A1)的合成
在-8℃(浴温)的温度下在10分钟内将亚硫酰氯SOCl2(2.4ml；32.2mmol)逐滴加入冷却至温度为-8℃(浴温)的150ml甲醇中。在-8℃(浴温)下搅拌5分钟之后，在-8℃(浴温)下在10分钟内分批加入4-(氯甲基)苯甲酸(5.0g；29.3mmol)。在-8℃(浴温)下搅拌20分钟之后，将反应介质在14℃(浴温)下加热20分钟。然后在1小时内将反应介质加热至50℃(浴温)并在该温度下搅拌2小时。在减压下(28毫巴，40℃，浴温)浓缩产物溶液，得到在室温下结晶的油状物。获得熔点为38-40℃的白色固体(5.16g；27.9mmol，摩尔产率为95％)。
摩尔纯度大于95mol％(1H NMR)。
[表3]
| 序号 | δ1H(ppm) | δ13C(ppm) |
| 1 | 3.92 | 45.4 |
| 2 | / | 166.5 |
| 3 | / | 128.5 |
| 4 | 8.04 | 130.0 |
| 5 | 7.47 | 129.2 |
| 6 | / | 142.2 |
| 7 | 4.62 | 52.2 |
溶剂：CDCl3
6.2步骤2：4-((2-甲基-1H-咪唑-1-基))甲基)苯甲酸甲酯的合成：
将4-(氯甲基)苯甲酸甲酯(5.15g；28mmol)和2-甲基-1H-咪唑(2.52g；31mmol)以及K2CO3(2.89g；21mmol)在DMF(4ml)中的混合物在60℃(浴温)加热1至1.5小时，然后在80℃下加热5小时。冷却之后，反应介质在0℃下用水(50ml)和乙酸乙酯(25ml)稀释。分离出水性相并用乙酸乙酯(3次10ml)萃取。合并的有机相用水(3次5ml)洗涤。在减压下(7毫巴，40℃，浴温)浓缩产物溶液，得到黄色油状物(4.266g；18.5mmol，摩尔产率为66％)。
[表4]
| 序号 | δ1H(ppm) |
| 1 | 5.09 |
| 2 | / |
| 3 | 7.08 |
| 4 | 7.99 |
| 5 | / |
| 6 | / |
| 7 | 3.46 |
| 8 | 7.99 |
| 9 | 7.08 |
| 10 | 6.96 |
| 11 | 6.84 |
| 12 | / |
| 13 | 2.30 |
溶剂：CDCl3
6.3步骤3：4-((2-甲基-1H-咪唑-1-基))甲基)苯甲醇的合成：
将LiAlH4(1.50g，0.039mol)在无水THF(230ml)中的溶液冷却至-60℃。在氩气下在15分钟内加入4-((2-甲基-1H-咪唑-1-基)甲基)苯甲酸乙酯(7.80g，0.028mol，81mol％)在无水THF(100ml)中的溶液。反应介质在-60℃下搅拌1小时，然后在室温下搅拌10-12小时。逐滴加入水(20ml)(放热反应)。滤出形成的沉淀物，然后在减压下浓缩滤液。将获得的粗产物溶解在CH2Cl2(100ml)中以沉淀不溶物。在减压下过滤和浓缩之后，得到黄色油状物(4.96g，摩尔产率为93％)。摩尔纯度大于85％(1H NMR)。
[表5]
| 序号 | δ1H(ppm) |
| 1 | 4.99 |
| 2 | / |
| 3 | 7.30 |
| 4 | 6.97 |
| 5 | / |
| 6 | 4.66 |
| 7 | 7.63 |
| 8 | 6.97 |
| 9 | 7.30 |
| 10 | 6.82 |
| 11 | 6.79 |
| 12 | / |
| 13 | 2.23 |
溶剂：CDCl3
6.4步骤4：4-((2-甲基-1H-咪唑-1-基))甲基)苯甲醛的合成：
MnO2(6.88g；0.079mol)和4-((2-甲基-1H-咪唑-1-基))甲基)苯甲醇(4.57g；0.021mol，85摩尔％，通过1H NMR测得)在CHCl3(180ml)中的混合物在回流温度下搅拌4小时。将反应介质冷却至室温并在该温度下保持搅拌10-12小时。滤出不溶产物，然后在减压下浓缩滤液。在减压下浓缩之后，得到黄色油状物(3.78g，摩尔产率为98％)。摩尔纯度大于81％(1H NMR)。
[表6]
| 序号 | δ1H(ppm) |
| 1 | 5.16 |
| 2 | / |
| 3 | 7.20 |
| 4 | 7.89 |
| 5 | / |
| 6 | 10.01 |
| 7 | 7.89 |
| 8 | 7.20 |
| 9 | 7.02 |
| 10 | 6.88 |
| 11 | / |
| 12 | 2.34 |
溶剂：CDCl3
6.5苯基羟胺的合成：
苯基羟胺根据Org.Syntheses Coll.第1卷，第445页，1941年；Org.SynthesesColl.第3卷，第668页，1955年中描述的方法进行合成。
6.5步骤5：N-4-((2-甲基-1H-咪唑-1-基))甲基)亚苄基)苯胺氧化物的合成：
4-((2-甲基-1H-咪唑-1-基))甲基)苯甲醛(3.48g；0.015mol，81摩尔％，通过1HNMR测得)和苯基羟胺(2.86g；0.026mol)在无水乙醇(20ml)中的溶液在60℃(浴温)下搅拌2小时，然后在室温下搅拌12小时。滤出黄色沉淀物(0.249g，含有预期产物)。在剧烈搅拌下向滤液中加入水(30ml)。搅拌20分钟之后滤出然后形成的黄色沉淀物，用EtOH(10ml)和水(20ml)的混合物洗涤，然后用水(50ml)洗涤。合并两个固体部分然后在常压和室温下干燥10-12小时。获得摩尔纯度大于82％(1H NMR)的黄色固体(3.71g，摩尔产率为89％)。通过在室温下搅拌1.5小时、过滤、在过滤器上用50ml乙醚洗涤并在室温下干燥2天来进行额外的纯化。
获得熔点为115-116℃的黄色固体(3.04g，摩尔产率为78％)。摩尔纯度大于88％(1H NMR)。
[表7]
溶剂：CDCl3
7.化合物E的接枝率随时间变化的研究
在该测试中，将根据本发明的1,3-偶极化合物(化合物E)在苯乙烯/丁二烯共聚物SBR上随时间变化的接枝率与现有技术的1,3-偶极化合物(化合物E1)进行比较。
所用的苯乙烯/丁二烯共聚物为一种SBR，其含有26.5重量％的苯乙烯(相对于共聚物的总重量)、24重量％的1,2-丁二烯单元(在SBR的丁二烯部分，相对于丁二烯部分的重量)、28重量％的1,4-顺式-丁二烯单元和48重量％的1,4-反式-丁二烯单元(相对于丁二烯部分的重量)。其Mn等于120 000g/mol，PI等于1.84；它们根据第3段落中描述的方法测得。
该过程按以下方式进行：
将1-(5-((2-甲基-1H-咪唑-1-基)甲基)呋喃-2-基)-N-苯基甲亚胺氧化物(0.27g，0.97mmol)(根据本发明的化合物E)或N-(4-((2-甲基-1H-咪唑-1-基)甲基)亚苄基)苯胺氧化物(不符合的化合物E1)(0.28g，0.97mmol)加入至在23℃在轧制机上的如上所述的15g SBR。混合物通过15次组合传递均质化。该混合阶段之后是在压力为10巴的压机中在160℃下热处理15分钟。
对于30分钟和60分钟的接枝时间进行相同的实验。
在每个实验结束时，根据第2段落中描述的方法，通过1H NMR分析测定根据本发明的化合物E或不根据本发明的化合物E1的接枝摩尔度。结果整理在表8中。
[表8]
出人意料地，从表8中看出，根据本发明的化合物E的接枝率相对于不根据本发明的化合物E1总是显著提高。此外，根据本发明的化合物E的接枝率在反应30分钟后继续增加，而不根据本发明的化合物E1在15分钟内达到平稳。
Claims (11)
1.式(IIb)的化合物
其中：
-X表示选自硫原子、氧原子和氮原子的杂原子；
-E表示二价烃基结合基团，其可以任选包含一个或多个杂原子；
-R1表示氢原子或C1-C20烷基基团；
-Y和Z，可以相同或不同，各自表示氢原子或烃链，Y和Z任选与它们附接至的咪唑环的碳原子一起形成环；
-R2选自氢原子、线型或支化的C1-C20烷基、任选被一个或多个脂族烃链取代的C3-C20环烷基，以及任选被一个或多个脂族烃链取代的C6-C20芳基；以及
-R3选自线型或支化的C1-C20烷基、任选被一个或多个脂族烃链取代的C3-C20环烷基，以及任选被一个或多个脂族烃链取代的C6-C20芳基。
2.根据权利要求1所述的化合物，其中，R2为氢原子以及R3选自C1-C20烷基和C6-C20芳基。
3.根据权利要求1所述的化合物，其中，E选自线型或支化的、饱和脂族C1-C24烃链，所述烃链任选被一个或多个氮原子、硫原子或氧原子中断。
4.根据权利要求1所述的化合物，其中，E选自基团-R-、-NHR-、-OR-和-SR-，其中R为线型或支化的C1-C24亚烷基。
5.根据权利要求1所述的化合物，其中，E为线型或支化的C1-C24亚烷基。
6.根据权利要求1所述的化合物，其中，Y和Z可以相同或不同，各自表示氢原子或线型或支化的C1-C24烷基，Y和Z任选与它们附接至的咪唑环的碳原子一起形成环。
7.根据权利要求1所述的化合物，其中，Y和Z为氢原子。
8.根据权利要求1所述的化合物，其中，基团Y和Z与它们附接至的咪唑环的碳原子一起形成芳环。
9.根据权利要求1所述的化合物，其中，R1为氢原子或C1-C6烷基。
10.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述化合物为式(VIII)的化合物
11.用于合成如权利要求1至10中任一项所限定的式(IIb)的化合物的方法，所述方法包括式(III)的化合物与式(IV)的化合物根据以下反应方案进行的至少一种反应
其中，在式(IIb)、(III)和(IV)中：
-X表示选自硫原子、氧原子和氮原子的杂原子；
-E表示二价烃基结合基团，其可以任选包含一个或多个杂原子；
-R1表示氢原子或C1-C20烷基基团；
-Y和Z，可以相同或不同，各自表示氢原子或烃链，Y和Z任选与它们附接至的咪唑环的碳原子一起形成环；以及
-R2选自氢原子、线型或支化的C1-C20烷基、任选被一个或多个脂族烃链取代的C3-C20环烷基，以及任选被一个或多个脂族烃链取代的C6-C20芳基；以及
-R3选自线型或支化的C1-C20烷基、任选被一个或多个脂族烃链取代的C3-C20环烷基，以及任选被一个或多个脂族烃链取代的C6-C20芳基。
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